DE102020100846A1 - Formed component with a forged basic component and an attachment part forged into the basic component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Umformbauteil (100) mit einem metallischen Grundbauteil (110) und wenigstens einem metallischen Anbauteil (120), welches mit dem Grundbauteil (110) verbunden ist, wobei vorgesehen ist, dass das Grundbauteil (110) eine Schmiedeteil ist und das Anbauteil (120) einen Verbindungsabschnitt (125) aufweist, mit dem dieses form- und/oder stoffschlüssig in das Grundbauteil (110) eingeschmiedet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Herstellverfahren zur Herstellung eines solchen Umformbauteils (100).The invention relates to a formed component (100) with a metallic basic component (110) and at least one metallic attachment (120) which is connected to the basic component (110), it being provided that the basic component (110) is a forged part and the attachment (120) has a connecting section (125) with which this is forged into the basic component (110) in a form-fitting and / or material-fitting manner. The invention also relates to a manufacturing method for manufacturing such a shaped component (100).
Description
Die Erfindung betrifft ein Umformbauteil, insbesondere eine Pralldämpferaufnahme für ein Kraftfahrzeug, welches ein metallisches Grundbauteil und wenigstens ein metallisches Anbauteil, das mit dem Grundbauteil verbunden ist, aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Umformbauteils.The invention relates to a formed component, in particular an impact damper receptacle for a motor vehicle, which has a metallic basic component and at least one metallic add-on part that is connected to the basic component. The invention also relates to a method for producing such a shaped component.
Die
Mit der Erfindung soll eine Möglichkeit aufgezeigt werden, wie eine hohe Funktionsintegration (womit eine Zusammenfassung möglichst vieler Anforderungen und Teilaufgaben gemeint ist) erreichbar ist und zugleich hohe Sicherheitsanforderungen erfüllt werden können.The invention is intended to show how a high level of functional integration (which means a combination of as many requirements and subtasks as possible) can be achieved and how high security requirements can be met at the same time.
Dies gelingt mit dem erfindungsgemäßen Umformbauteil des Patentanspruchs 1. Mit dem nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich die Erfindung auch auf ein erfindungsgemäßes Herstellverfahren. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung und der Zeichnung.This is achieved with the formed component according to the invention of claim 1. With the independent claim, the invention also extends to a manufacturing method according to the invention. Further developments and refinements of the invention result analogously for both subjects of the invention from the dependent patent claims, the following description of the invention and the drawing.
Das erfindungsgemäße Umformbauteil, worunter ein im Wesentlichen durch umformende Herstellung erzeugtes Bauteil verstanden wird, weist ein metallisches Grundbauteil (Grundkörper) und wenigstens ein metallisches Anbauteil, welches mit dem Grundbauteil verbunden ist, auf. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Grundbauteil eine Schmiede(bau)teil ist und dass das (wenigstens eine) Anbauteil (zumindest) einen Verbindungsabschnitt aufweist, mit dem dieses form- und/oder stoffschlüssig in das Grundbauteil eingeschmiedet ist, worunter verstanden wird, dass der Verbindungsabschnitt form- und/oder stoffschlüssig, insbesondere form- und stoffschlüssig, in das Grundbauteil eingebettet ist, wobei die form- und/oder stoffschlüssige Verbindung durch das Umformen des Grundbauteils während dessen Schmiedevorgangs erfolgt ist. Das erfindungsgemäß aus mehreren, durch schmiedende Umformung miteinander gefügten Einzelteilen bestehende Umformbauteil kann auch als hybrides Schmiedebauteil bezeichnet werden.The formed component according to the invention, which is understood to mean a component produced essentially by forming production, has a metallic base component (base body) and at least one metallic attachment which is connected to the base component. According to the invention, it is provided that the basic component is a forge (component) and that the (at least one) attachment has (at least) one connecting section with which it is forged into the basic component in a form-fitting and / or cohesive manner, which is understood to mean that the Connection section is embedded positively and / or cohesively, in particular positively and cohesively, in the basic component, the form-fitting and / or cohesive connection being made by the deformation of the basic component during its forging process. According to the invention, the formed component consisting of several individual parts joined together by forging forming can also be referred to as a hybrid forged component.
Unter Schmieden wird das Druckumformen eines massiven (metallischen), insbesondere angewärmten, Werkstücks (Rohlings) verstanden. Im Rahmen der Erfindung ist insbesondere ein Gesenkschmieden in einem formgebenden Schmiedegesenk vorgesehen.Forging is the pressure forming of a solid (metallic), in particular heated, workpiece (blank). In the context of the invention, in particular, drop forging is provided in a shaping forging die.
Das als Schmiedeteil ausgebildete Grundbauteil hat im Vergleich zu einem Blechteil oder Gussteil bessere Festigkeitseigenschaften. Die beim Schmieden eingeschränkte Formgebung erschwert jedoch eine Funktionsintegration, welche daher erfindungsgemäß durch wenigstens ein Anbauteil realisiert wird. Das Anbauteil hat somit wenigstens eine vorgesehene Funktionen (bspw. eine Halterungs-, Fixierungs-, Adapter- oder Befestigungsfunktion), sodass mit dem Anbauteil eine Funktionsintegration gelingt. Ein solches Anbauteil kann daher auch als Funktionsbauteil bezeichnet werden. Durch das Einschmieden entsteht eine sehr belastbare Verbindung zwischen dem Grundbauteil und dem Anbauteil. Insbesondere kann beim Einschmieden, auch bei unterschiedlichen Metallen, eine (stoffschlüssige) Kaltverschweißung entstehen. Der eingeschmiedete Verbindungsabschnitt kann auch als Verstärkung, insbesondere als Lastpfadverstärkung, des Schmiedeteils fungieren. Die Erfindung ermöglicht auch neue Leichtbaukonzepte.The basic component designed as a forged part has better strength properties compared to a sheet metal part or a cast part. However, the restricted shape during forging makes functional integration more difficult, which is therefore implemented according to the invention by at least one add-on part. The attachment thus has at least one intended function (for example a holding, fixing, adapter or fastening function), so that functional integration is achieved with the attachment. Such an attachment can therefore also be referred to as a functional component. The forging creates a very resilient connection between the basic component and the attachment. In particular, when forging in, even with different metals, a (cohesive) cold weld can occur. The forged connection section can also act as a reinforcement, in particular as a load path reinforcement, of the forged part. The invention also enables new lightweight construction concepts.
Das Anbauteil ist bevorzugt ein Blechteil, d. h. ein aus Blechmaterial gefertigtes Bauteil, welches bspw. eine Fixierungslasche o. Ä. bildet. Insbesondere handelt es sich dabei um ein Stahlblech- oder ein Aluminiumblechteil. Das Anbauteil kann aber auch ein Stift, ein Bolzen, eine Hülse etc. sein. Ferner kann es sich bei dem Anbauteil auch um ein Profilbauteil, insbesondere ein Strangpressprofilbauteil, handeln.The attachment is preferably a sheet metal part, i. H. a component made of sheet metal, which, for example, a fixing tab or the like. forms. In particular, it is a sheet steel or an aluminum sheet part. The attachment can also be a pin, a bolt, a sleeve, etc. Furthermore, the attachment part can also be a profile component, in particular an extruded profile component.
Das geschmiedete Grundbauteil kann aus einer Aluminium-, Magnesium- oder Zinklegierung (womit insbesondere eine Knetlegierung gemeint ist) gefertigt sein. Das Anbauteil kann nahezu aus jeder beliebigen Metalllegierung gefertigt sein, wobei das Anbauteil bevorzugt aus einer Aluminium- oder Stahllegierung gefertigt ist. Dadurch ergeben sich zahlreiche mögliche Materialkombinationen, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das Grundbauteil aus Aluminium (d. h. aus einer Aluminiumlegierung) und das Anbauteil aus Stahl (d. h. aus einer Stahllegierung) oder aus Aluminium (d. h. aus einer Aluminiumlegierung) gefertigt ist. Das erfindungsgemäße Umformbauteil kann mehrere Anbauteile aufweisen, die auch aus unterschiedlichen Metallen gefertigt sein können.The forged basic component can be made of an aluminum, magnesium or zinc alloy (which means in particular a wrought alloy). The attachment can be made from almost any metal alloy, the attachment preferably being made from an aluminum or steel alloy. This results in numerous possible material combinations, with the preferred provision that the base component is made of aluminum (i.e. an aluminum alloy) and the attachment part is made of steel (i.e. a steel alloy) or aluminum (i.e. an aluminum alloy). The formed component according to the invention can have several add-on parts, which can also be made from different metals.
Bei dem erfindungsgemäßen Umformbauteil handelt es sich insbesondere um eine Pralldämpferaufnahme, wie bspw. aus der
Das erfindungsgemäße Herstellverfahren umfasst zumindest folgende, in dieser Reihenfolge auszuführenden Schritte:
- - Bereitstellen eines massiven Rohlings, insbesondere eines massiven Aluminiumrohlings, für das Grundbauteil und Bereitstellen des wenigstens einen Anbauteils;
- - Einlegen des Rohlings und des Anbauteils in ein Schmiedegesenk oder dergleichen, welches insbesondere in einer Schmiedepresse eingebaut ist;
- - Ausführen eines Schmiedevorgangs, insbesondere durch Schließen des Schmiedegesenks mittels der Schmiedepresse, wobei der Rohling zum Grundbauteil umgeformt bzw. geschmiedet wird und dabei auch der Verbindungsabschnitt des Anbauteils form- und/oder stoffschlüssig in das Grundbauteil eingeschmiedet wird;
- - gegebenenfalls Öffnen des Schmiedegesenks und entnehmen bzw. entformen des hergestellten Umformbauteils.
- - Provision of a solid blank, in particular a solid aluminum blank, for the basic component and provision of the at least one attachment;
- - Insertion of the blank and the attachment into a forging die or the like, which is installed in particular in a forging press;
- - Carrying out a forging process, in particular by closing the forging die by means of the forging press, the blank being formed or forged into the basic component and the connecting section of the attachment also being forged into the basic component in a form-fitting and / or cohesive manner;
- - If necessary, opening the forging die and removing or demolding the formed component produced.
In vorteilhafter Weise ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die wirtschaftliche Herstellung eines betreffenden Umformbauteils, insbesondere einer Pralldämpferaufnahme (s. o.), quasi in nur einem Arbeitsgang ohne nachfolgende Fügeoperationen.In an advantageous manner, the method according to the invention enables the economic production of a relevant formed component, in particular an impact damper receptacle (see above), quasi in just one work step without subsequent joining operations.
Der Verbindungsabschnitt des Anbauteils kann mit zusätzlichen Formschlusselementen, wie bspw. Bohrungen oder Vertiefungen, ausgebildet sein, die beim Einschmieden zu einem verbesserten Formschluss mit dem Grundbauteil führen.The connecting section of the add-on part can be designed with additional form-locking elements, such as, for example, bores or depressions, which lead to an improved form-locking connection with the basic component when forged in.
Bevorzugt wird der Rohling auf eine geeignete Schmiedetemperatur (z. B. 460°C bis 500°C bei einem Aluminiumrohling) vorerwärmt und dann im erwärmten Zustand in das Schmiedegesenk eingelegt. Das Anbauteil wird hingegen bevorzugt in einem kalten Zustand (bspw. mit Raumtemperatur) in das Schmiedegesenk eingelegt, um beim Schmieden eine Kaltverschweißung zu begünstigen. Das Anbauteil kann aber auch auf eine bestimmte Temperatur vorerwärmt und dann im erwärmten Zustand in das Schmiedegesenk eingelegt werden.The blank is preferably preheated to a suitable forging temperature (e.g. 460 ° C. to 500 ° C. for an aluminum blank) and then placed in the forging die in the heated state. The attachment, on the other hand, is preferably inserted into the forging die in a cold state (for example at room temperature) in order to promote cold welding during forging. The attachment can also be preheated to a certain temperature and then placed in the forging die while it is heated.
Der Rohling kann (wenigstens) eine Ausnehmung aufweisen, in die der Verbindungsabschnitt des (wenigstens einen) Anbauteils eingesteckt wird, wobei das Einstecken vor dem Schmiedevorgang erfolgt, also spätestens beim Einlegen in das Schmiedegesenk. Die Ausnehmung ist bspw. als Bohrung oder als Schlitz ausgebildet. Dadurch können der Rohling und der Verbindungsabschnitt des Anbauteils derart zueinander angeordnet werden, dass sich für den nachfolgenden Schmiedevorgang eine günstige Ausgangssituation für das Einschmieden ergibt.The blank can have (at least) one recess into which the connecting section of the (at least one) attachment is inserted, the insertion taking place before the forging process, i.e. at the latest when it is inserted into the forging die. The recess is designed, for example, as a bore or as a slot. As a result, the blank and the connecting section of the add-on part can be arranged with respect to one another in such a way that a favorable starting situation for forging results for the subsequent forging process.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Anbauteil, insbesondere ein aus Blechmaterial gefertigtes Anbauteil (Blechteil), im Schmiedegesenk in eine gewünschte Endform umgeformt wird. Bevorzugt erfolgt dieser Umformvorgang bevor der Schmiedevorgang beginnt, insbesondere beim Schließen des Schmiedegesenks. Das Schmiedegesenk ist in geeigneter Weise ausgebildet.It is preferably provided that the add-on part, in particular an add-on part (sheet metal part) made from sheet metal, is reshaped into a desired final shape in the forging die. This forming process preferably takes place before the forging process begins, in particular when the forging die is closed. The forging die is designed in a suitable manner.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die in den Figuren der Zeichnung gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch unabhängig von bestimmten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung entsprechend weiterbilden.
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1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Umformbauteil, welches als Pralldämpferaufnahme ausgebildet ist. -
2 veranschaulicht in einer Schnittdarstellung die Herstellung des Umformbauteils aus1 in einem Schmiedegesenk.
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1 shows in a perspective representation a formed component according to the invention, which is designed as an impact damper receptacle. -
2 illustrates in a sectional view the production of the formed component from1 in a forging die.
Die in
Das in
Wie in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102009049872 B4 [0002, 0010]DE 102009049872 B4 [0002, 0010]
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